供稿：王學雲 編輯：楊麗靜
近日，我院洪家旺教授和王學雲副研究員報道了在範德瓦爾斯鐵電材料CuInP2S6中觀測到尺寸效應誘導結構相變與鐵電序參量的變化。相關成果以“Thickness-dependent in-plane polarization and structural phase transition in van der Waals Ferroelectric CuInP2S6”為題，發表于頂級學術期刊《Small》，影響因子10.86（文章鍊接DOI: 10.1002/smll.201904529）。
二維層狀材料由于其獨特的尺寸效應引起的多種新奇量子态和出色的物理性質，成為了未來可用作催化、電子、光電、自旋器件的重要候選材料。将二維材料特性與廣泛利用的鐵性序參量，如鐵電極化、磁有序以及相對應的疇與疇壁結構結合，使得二維材料在幾個原子層厚度上具有鐵性序翻轉特性，為研究二維極限下材料新奇性能與多物理場耦合力學提供了新的研究平台。
洪家旺與王學雲課題組在鐵電材料的研究領域具有豐富經驗（Nature Physics, 10, 970-977; Phys. Rev. Lett. 112, 247201等），鄧建明等人利用化學氣相輸運法合成了CuInP2S6單晶材料，通過壓電力顯微鏡研究了二維材料CuInP2S6的尺寸效應誘導結構相變和鐵電序參量變化。首次發現二維鐵電材料CuInP2S6具有面内鐵電性，在低于90 nm面内鐵電極化消失（如圖1所示）。劉彥昱博士與李明強分别通過第一性原理計算和透射電子顯微鏡表征表明，維度下降，材料的晶體結構由單斜相轉變為三方相，該結構相變引發在臨界尺寸以下面内鐵電性消失，同時發現了楊氏模量在臨界尺寸附近發生突變（如圖2所示）。這些新奇的物理機制，對理解和設計納米級電子存儲器件具有非常重要意義。
全文鍊接：https://doi.org/10.1002/smll.201904529
伟德客户端17級博士研究生鄧建明、博士後劉彥昱與北京大學物理學院博士研究生李明強為該論文共同第一作者。伟德客户端洪家旺教授、王學雲副研究員與北京大學物理學院高鵬教授為本論文共同通訊作者。中國人民大學物理系夏天龍教授與博士生徐升對材料進行了結構、成分表征和分析。該研究得到了國家自然科學基金（11572040, 11604011, 11804023）、北京市自然科學基金重點項目（Z190011），國家重點研發計劃青年項目（2019YFA0307900）、博士後科學基金（2018M641205）以及伟德客户端科技人才資助專項的支持。
王學雲：伟德客户端副研究員，中國人民大學物理系獲得學士學位，美國Rutgers, the State University of New Jersey獲得物理學博士學位。主要從事鐵性材料疇結構的形成、演化、以及多場（力，熱，電，磁，化學勢等）耦合調控行為的探索。發表SCI論文54篇，以第一作者/通訊作者在Nature Physics, Phys. Rev. Lett., Phys. Rev. B等國際頂級期刊發表多篇學術論文。
圖1 不同厚度CIPS薄片的鐵電疇和局部電極化翻轉
圖2 不同厚度CIPS薄片的彈性模量
（審核：胡更開）
